工程测试技术试题(7)

还具有体积小，灵敏度高，频率响应宽等特点。

非接触测量，抗干扰能力强；灵敏度高；分辨力高，位移检测范围：±1mm～±10mm，最高分辨率可达0.1%；结构简单，使用方便，不受油液等介质影响

压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器？电荷放大器有何特点？

压电式传感器的前置放大器有两个作用：一是阻抗变换（把压电式传感器输出的高阻抗变换成低阻抗输出）；二是放大压电式传感器输出的微弱信号。

电荷放大器的输出电压与外力成正比，与反馈电容Cf成反比，而与Ca、Cc和Ci无关，当制作线路时使Cf成为一个非常稳定的数值，则输出电压唯一的取决于电荷量，与外力成反比。电缆分布电容变化不会影响传感器灵敏度及测量结果是电荷放大器的突出优点，但电路复杂，造价较高。

采取何种措施可以提高压电式加速度传感器的灵敏度？

选用压电系数大的压电材料做压电元件；增加压电晶片数目；合理的连接方法。

如何减小电缆噪声对测量信号的影响？

使用特制的低噪声电缆；输出电缆应予以固紧，用夹子、胶布、腊等固定电缆以避免振摇；电缆离开试件的点应选在震动最小处。

什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？

霍尔效应：置于磁场中的通电半导体，在垂直于电场和磁场的方向产生电动势的现象。

根据霍尔效应，霍尔元件的材料应该具有高的电阻率和载流子迁移率。一般金属的载流子迁移率很高，但其电阻率很小；绝缘体电阻率很高，但其载流子迁移率很低；只有半导体材料最适合做霍尔元件。 霍尔元件的不等位电势的概念是什么？产生不等位电势的主要原因有哪些？如何进行补偿？

不等位电势：当磁感应强度B为零、激励电流为额定值IH时，霍尔电极间的空载电势。

产生不等位电势的原因主要有：霍尔电极安装位置不正确（不对称或不在同一等电位面上）；半导体材料的不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。 补偿电路见P173。 简述霍尔位移传感器的工作原理。

当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时，即可得到输出电压，其大小正比于位移量。保持霍尔元件简述热电偶产生热电势的条件是什么?

热电偶的两个电极材料不同，两个接点的温度不同。 的控制电流I一定，使其在一个有均匀梯度的磁场中移动，则霍尔电势与位移量成正比。

简述热电偶冷端温度补偿的各种方法的特点?

0℃恒温法：将热电偶冷端放在冰和水混合的容器中，保持冷端为0℃不变。这种方法精度高，但在工程中应用很不方便，一般在实验室用于校正标准热电偶等高精度温度测量。

修正法：实际使用中，设法使冷端温度保持不变（放置在恒温器中），然后采用冷端温度修正的方法，可得到冷端为0℃时的热电势。根据中间温度定律，EAB(T,T0)＝ EAB(T,Tn)＋EAB(Tn,T) ，因为保持温度Tn不变，因而EAB(Tn,0) ＝常值，该值可以从热电偶分度表中查出。测量的热电势与查表得到的相加，就可得到冷端为0℃时的热电势，然后再查热电偶分度表，便可得到被测温度T。

补偿导线法：将热电偶的自由端引至显示仪表，而显示仪表放在恒温或温度波动较小的地方。采用某两种导线组成的热电偶补偿导线，在一定温度范围内（0～100℃）具有与所连接的热电偶相同的热电性能。不同的热电偶要配不同的导线，极性也不能接错。

补偿电桥法：利用不平衡电桥(又称冷端补偿器)产生不平衡电压来自动补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化。